本發(fā)明涉及一種隔聲測(cè)量系統(tǒng)，特別是涉及一種基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)，屬于建筑聲學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著室內(nèi)聲學(xué)、環(huán)境聲學(xué)領(lǐng)域和的不斷發(fā)展，現(xiàn)代聲強(qiáng)測(cè)量技術(shù)在聲功率測(cè)量、識(shí)別噪聲源、測(cè)量材料吸聲系數(shù)等方面顯現(xiàn)出更大的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的雙傳聲器法(p-p法)通過(guò)一個(gè)雙通道FFT分析儀將測(cè)試的信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻，再計(jì)算互譜的虛部得到瞬時(shí)聲強(qiáng)。這種測(cè)量方法的缺點(diǎn)是每次只能確定一條軸線上的聲強(qiáng)，而至少通過(guò)3次的測(cè)量才能確定某點(diǎn)聲強(qiáng)矢量。三維聲強(qiáng)測(cè)試技術(shù)則可以同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向的聲強(qiáng)矢量，通過(guò)空間矢量的合成得出幾何中心處的聲強(qiáng)。因此三維聲強(qiáng)測(cè)試技術(shù)具有精度高，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便的特點(diǎn)，更有利于現(xiàn)場(chǎng)隔聲量的測(cè)試。

當(dāng)前建筑構(gòu)件隔聲的測(cè)量通常采用聲壓法。這種方法假設(shè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境聲能充分?jǐn)U散，通過(guò)布置測(cè)點(diǎn)，分別計(jì)算聲源室和接受室各點(diǎn)位聲壓的能量平均值，為了保證測(cè)量的精度，應(yīng)對(duì)背景噪聲進(jìn)行修正。由于接受室各界面對(duì)聲能均有不同程度的吸收，故還需計(jì)算接受室的混響時(shí)間。GB/T19889中給出了聲壓法測(cè)量構(gòu)件空氣聲隔聲的步驟和計(jì)算方法，對(duì)房間的尺寸，聲源、傳聲器及測(cè)點(diǎn)的布置也做了相應(yīng)的要求。傳統(tǒng)的聲壓法不可避免的存在著背景噪聲敏感，測(cè)量范圍有限等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種可精確識(shí)別建筑構(gòu)件的聲學(xué)缺陷，操作簡(jiǎn)單，避免多次測(cè)量的基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)以及測(cè)量方法。

本發(fā)明基于三維聲強(qiáng)數(shù)值計(jì)算方法，通過(guò)正四面體聲強(qiáng)陣列兩兩傳聲器之間求互譜，計(jì)算聲強(qiáng)探頭幾何中心位置各頻段的聲強(qiáng)矢量，從而得到建筑構(gòu)件的空氣聲隔聲量并定位構(gòu)件聲學(xué)缺陷。本發(fā)明可應(yīng)用于建筑構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。

本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)，包括受聲室、聲源室、基于Labview的測(cè)量平臺(tái)、正四面體聲強(qiáng)探頭、反射板、PC機(jī)、聲卡、功放和十二面體揚(yáng)聲器；在受聲室1中設(shè)有基于Labview的測(cè)量平臺(tái)和正四面體聲強(qiáng)探頭；在聲源室設(shè)有PC機(jī)、聲卡、功放和十二面體揚(yáng)聲器；PC機(jī)、聲卡、功放和十二面體揚(yáng)聲器依次連接；十二面體揚(yáng)聲器位于聲源室的中心位置；在聲源室和受聲室之間設(shè)有待測(cè)試件和反射板，待測(cè)試件置于墻面中央，反射板位于待測(cè)試件外周，受聲室和聲源室通過(guò)待測(cè)試件和反射板完全分隔；PC機(jī)、聲卡、功放和十二面體揚(yáng)聲器組成的原始信號(hào)輸出模塊；

用于采集信號(hào)的正四面體聲強(qiáng)探頭放置在受聲室，與待測(cè)試件的距離為1m；正四面體聲強(qiáng)探頭與基于Labview的測(cè)量平臺(tái)連接；基于Labview的測(cè)量平臺(tái)包括數(shù)據(jù)采集卡、嵌入式控制器和機(jī)箱；其中數(shù)據(jù)采集卡和嵌入式控制器均通過(guò)插槽與機(jī)箱相連；

正四面體聲強(qiáng)探頭由四個(gè)傳聲器組成，傳聲器陣列在空間構(gòu)成正四面體，以正四面體幾何中心為原點(diǎn)建立空間笛卡爾坐標(biāo)系；一號(hào)傳聲器位于Z軸正半軸；四號(hào)傳聲器在XY面上的投影落在Y軸正半軸；二號(hào)傳聲器和三號(hào)傳聲器的連線則平行于X軸；一號(hào)傳聲器11的坐標(biāo)為(0,0,R)，二號(hào)傳聲器的坐標(biāo)為三號(hào)傳聲器的坐標(biāo)為四號(hào)傳聲器1的坐標(biāo)為式中R表示正四面體外接球的半徑。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述正四面體聲強(qiáng)探頭采用TetraMic型探頭。

優(yōu)選地，所述探頭上傳聲器的規(guī)格為1/8～1/4英寸。

優(yōu)選地，所述待測(cè)試件與墻體以及反射板的交接處密封。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集卡采用PCI‐4462板卡。

優(yōu)選地，所述PC機(jī)安裝Adobe Audition聲學(xué)軟件。

優(yōu)選地，所述聲卡為帶有A/D轉(zhuǎn)換的高頻聲卡；十二面體揚(yáng)聲器采用聚偏二氟乙烯薄膜作為發(fā)聲材料。

應(yīng)用所述隔聲測(cè)量系統(tǒng)的基于三維聲強(qiáng)陣列的測(cè)量方法，包括如下步驟：

1)由正四面體聲強(qiáng)探頭測(cè)得的四路信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)采集卡，噪聲信號(hào)傳送到嵌入式控制器，通過(guò)聲強(qiáng)測(cè)量分析軟件Labview進(jìn)行信號(hào)分析與處理；保證聲源室相鄰三分之一倍頻程聲壓級(jí)差值小于等于6dB，受聲室各頻段聲壓級(jí)均高出背景噪聲15dB以上；

2)基于Labview的測(cè)量平臺(tái)對(duì)受聲室中采集的信號(hào)進(jìn)行處理，聲強(qiáng)測(cè)量分析系統(tǒng)的信號(hào)由數(shù)據(jù)采集卡采集得到(由于安裝了嵌入式控制器則不再需要其他PC，直接通過(guò)PXI機(jī)箱運(yùn)行WINDOWS操作系統(tǒng))，通過(guò)Labview進(jìn)行信號(hào)分析計(jì)算，得到到中心位置的聲強(qiáng)在三個(gè)坐標(biāo)軸方向上的矢量I_X、I_Y、I_Z；

3)根據(jù)中心位置的聲強(qiáng)在三個(gè)坐標(biāo)軸方向上的矢量I_X、I_Y、I_Z，結(jié)合式(5)、式(6)、式(7)式進(jìn)一步計(jì)算中心位置聲強(qiáng)幅值和方向；

|I|表示聲強(qiáng)幅值；α為聲強(qiáng)矢量在XY平面上的投影與X軸的夾角；β則為聲強(qiáng)矢量在YZ平面上的投影與Z軸的夾角；

在待測(cè)構(gòu)件兩側(cè)繪制網(wǎng)格，重復(fù)步驟2)、3)，得到構(gòu)件兩側(cè)的聲強(qiáng)分布；

4)計(jì)算待測(cè)構(gòu)件的空氣聲隔聲量；建筑構(gòu)件隔聲量定義為：

其中W₁表示入射至待測(cè)試件的聲功率；W₂表示透過(guò)待測(cè)試件向接受室輻射的聲功率；將測(cè)量面網(wǎng)格化，網(wǎng)格劃分的密度決定了測(cè)量的精度，網(wǎng)格設(shè)置的大小由測(cè)量面的面積決定；對(duì)于每一單位格均存在下列關(guān)系：

W_2(i)＝I_2(i)S_i (9)

W_1(i)＝I_1(i)S_i (10)

其中W_2(i)表示第i個(gè)單位格透過(guò)試件向室內(nèi)輻射的聲功率，W_1(i)表示入射至第i個(gè)單位格的聲功率；I_2(i)表示第i個(gè)單位格試件向接受室輻射的法向聲強(qiáng)，I_2(i)表示入射至第i個(gè)單位格的法向聲強(qiáng)；S_i則為第i個(gè)單位格的面積；式(8)表示為：

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)得到待測(cè)試件兩側(cè)各點(diǎn)的聲強(qiáng)矢量I_1(i)和I_2(i)，將聲強(qiáng)矢量沿法向的分量代入式(11)，最終得到試件空氣聲隔聲量。

優(yōu)選地，所述的中心位置的聲強(qiáng)在三個(gè)坐標(biāo)軸方向上的矢量I_X、I_Y、I_Z通過(guò)如下方法得到：

正四面體在幾何上空間對(duì)稱，中心位置的聲壓：

式(1)中p₁、p₂、p₃、p₄分別表示一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)傳聲器測(cè)得的聲壓，P₀則為幾何中心位置的聲壓值；

沿兩傳聲器連線方向的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在頻域中表示為：

V_i＝(P₂-P₁)/j2πfρd (2)

式(2)中j為虛數(shù)單位；f為頻率；ρ為空氣密度；d為雙傳聲器的間距；結(jié)合正四面體的四個(gè)傳聲器的空間坐標(biāo)，得到沿X、Y、Z三個(gè)方向的質(zhì)點(diǎn)振速表達(dá)式：

式(3)中P_i為第i號(hào)傳聲器的聲壓，i＝1、2、3、4；由(1)、(3)式即得到正四面體傳聲器中心位置的聲強(qiáng)譜沿X、Y、Z軸的分量：

其中G_ij表示第i號(hào)傳聲器和第j號(hào)傳聲器的單邊互譜。

優(yōu)選地，若聲源室各界面均為吸聲系數(shù)較小的反射面且設(shè)置了擴(kuò)散構(gòu)件，近似為擴(kuò)散聲場(chǎng)，滿足：

利用三維聲強(qiáng)探頭在接受室中測(cè)得聲強(qiáng)I_2(i)得到試件的空氣聲隔聲量：

其中p₁為聲源室中聲壓均方值。

本系統(tǒng)和傳統(tǒng)的隔聲測(cè)量方法相比，除了兼具聲強(qiáng)法抑制側(cè)向傳聲、漏聲檢測(cè)等特點(diǎn)外，還具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果：

1、較為直觀的反映構(gòu)件兩側(cè)的聲能情況。利用三維聲強(qiáng)技術(shù)可得到構(gòu)件兩側(cè)不同的聲強(qiáng)矢量，此聲強(qiáng)矢量包含實(shí)時(shí)的幅值和相位信息，利用可視化技術(shù)即可得到此構(gòu)件聲強(qiáng)的時(shí)域分布。

2、可精確識(shí)別建筑構(gòu)件的聲學(xué)缺陷。由于測(cè)得的聲強(qiáng)矢量具有方向性，因此本系統(tǒng)更適用于構(gòu)件隔聲的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。若不考慮背景噪聲的影響，本系統(tǒng)可較為精確的描述構(gòu)件的聲學(xué)缺陷。

3、操作簡(jiǎn)單，避免多次測(cè)量。若采用傳統(tǒng)的聲強(qiáng)法，要得到某點(diǎn)位的聲強(qiáng)空間矢量至少測(cè)量三次，而實(shí)際操作中很難保證三次測(cè)量工況的一致性，因此往往誤差較大且不易操作。而本系統(tǒng)則通過(guò)一次測(cè)量即可得到三個(gè)方向的聲強(qiáng)分量，且不要求探頭垂直于試件界面，從而降低了測(cè)量的工作量和隨機(jī)誤差。

附圖說(shuō)明

圖1為一種基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)的示意圖；

圖2為圖1中的正四面體聲強(qiáng)探頭的示意圖；

圖中示出：受聲室1、聲源室2、基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3、正四面體聲強(qiáng)探頭4、待測(cè)試件5、反射板6、PC機(jī)7、聲卡8、功放9、十二面體揚(yáng)聲器10、一號(hào)傳聲器11、二號(hào)傳聲器12、三號(hào)傳聲器13、四號(hào)傳聲器14。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施方式表述的范圍，凡是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行技術(shù)方案等同的變換，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明一種基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)可測(cè)量建筑構(gòu)件兩側(cè)的聲強(qiáng)矢量，進(jìn)而得到建筑構(gòu)件的空氣聲隔聲量。

如圖1所示，一種基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)，包括受聲室1、聲源室2、基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3、正四面體聲強(qiáng)探頭4、反射板6、PC機(jī)7、聲卡8、功放9、十二面體揚(yáng)聲器10、一號(hào)傳聲器11、二號(hào)傳聲器12、三號(hào)傳聲器13和四號(hào)傳聲器14；在受聲室1中設(shè)有基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3和正四面體聲強(qiáng)探頭4；在聲源室2設(shè)有PC機(jī)7、聲卡8、功放9和十二面體揚(yáng)聲器10；PC機(jī)7、聲卡8、功放9和十二面體揚(yáng)聲器10依次連接；十二面體揚(yáng)聲器10位于聲源室2的中心位置；在聲源室2和受聲室1之間設(shè)有待測(cè)試件5和反射板6，待測(cè)試件5置于墻面中央，反射板6位于待測(cè)試件5外周，受聲室1和聲源室2通過(guò)待測(cè)試件5和反射板6完全分隔，待測(cè)試件5與反射板6以及墻體的交接處密封；反射板6保證室內(nèi)聲能充分?jǐn)U散。PC機(jī)7、聲卡8、功放9、十二面體揚(yáng)聲器10組成的輸出模塊，用于生成原始信號(hào)。正四面體聲強(qiáng)探頭4放置在受聲室1，與待測(cè)試件5的距離為1m，用于采集信號(hào)；正四面體聲強(qiáng)探頭4與基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3連接。測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)正四面體聲強(qiáng)探頭4采集聲音信號(hào)，基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算?；贚abview的測(cè)量平臺(tái)3包括數(shù)據(jù)采集卡、嵌入式控制器和PXI Express機(jī)箱。其中數(shù)據(jù)采集卡和嵌入式控制器均通過(guò)插槽與PXI Express機(jī)箱相連，而三維聲強(qiáng)探頭則用于采集聲音信號(hào)，并將其輸送至信號(hào)數(shù)據(jù)采集卡。

本隔聲測(cè)量系統(tǒng)選用Core Sound公司開(kāi)發(fā)的TetraMic型探頭。此聲強(qiáng)探頭由四個(gè)傳聲器組成，且這四個(gè)傳聲器在空間構(gòu)成正四面體。從換能機(jī)理上看，TetraMic型探頭屬于駐極體電容式傳聲器，具有體積較小，音質(zhì)良好，動(dòng)態(tài)范圍大的優(yōu)點(diǎn)。

TetraMic型探頭的頻率響應(yīng)經(jīng)修正后可達(dá)到30Hz～18.5kHz(±2dB)。每個(gè)傳聲器的靈敏度為7mv/Pa，最大聲壓級(jí)為135dB。該聲強(qiáng)探頭的外接球半徑約為12.5mm，若假設(shè)兩兩傳聲器相互匹配，利用TetraMic型探頭測(cè)得的聲強(qiáng)矢量在主要聲頻范圍內(nèi)滿足幅值和方向性的精度要求。

本發(fā)明一種基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡采用NI開(kāi)發(fā)的PCI‐4462板卡，可實(shí)現(xiàn)4路同步模擬輸入。作為專為聲音和振動(dòng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高精度數(shù)據(jù)采集模塊，NI PCI‐4462最高采樣和更新速率達(dá)到204.8kS/s，具有118dB動(dòng)態(tài)范圍、24位sigma‐delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和6個(gè)不同的增益設(shè)置，能夠精確測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍較高的傳聲器。若需在測(cè)量的同時(shí)生成信號(hào)，則可將PCI‐4462和其它動(dòng)態(tài)信號(hào)采集板卡(如PCI‐4461，兩輸入兩輸出)實(shí)現(xiàn)同步。NI PCI‐4462還可用于噪聲排放測(cè)試、生產(chǎn)儀器測(cè)試、聲全息、振動(dòng)分析和機(jī)器運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。

由于采用了嵌入式控制器，故本系統(tǒng)無(wú)需依靠外部PC對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行控制。嵌入式控制器集成了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，如集成CPU、硬盤、內(nèi)存、以太網(wǎng)、視頻、串口、USB和其他外設(shè)。它們適用于基于PXI或PXI Express的系統(tǒng)，用戶還可根據(jù)控制器的類型選擇相應(yīng)的操作系統(tǒng)，如Windows或LabVIEW實(shí)時(shí)系統(tǒng)。

本發(fā)明PC機(jī)需安裝Adobe Audition等聲學(xué)軟件用于生成信號(hào)；聲卡為帶有A/D轉(zhuǎn)換的高頻聲卡；十二面體揚(yáng)聲器上的每一個(gè)小喇叭都可發(fā)出穩(wěn)態(tài)的高頻超聲信號(hào),通常采用聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜作為發(fā)聲材料。

正四面體聲強(qiáng)探頭4由四個(gè)傳聲器組成，傳聲器陣列在空間構(gòu)成正四面體，如圖2所示。以正四面體幾何中心為原點(diǎn)建立空間笛卡爾坐標(biāo)系；一號(hào)傳聲器11位于Z軸正半軸；四號(hào)傳聲器14在XY面上的投影落在Y軸正半軸；二號(hào)傳聲器12和三號(hào)傳聲器13的連線則平行于X軸；由于同一點(diǎn)位得到的聲強(qiáng)矢量?jī)H取決于各傳聲器之間的相互關(guān)系，故實(shí)際測(cè)量中探頭的方向不影響測(cè)量的結(jié)果。正四面體傳聲器陣列的空間分布如表1所示；一號(hào)傳聲器11的坐標(biāo)為(0,0,R)，二號(hào)傳聲器12的坐標(biāo)為三號(hào)傳聲器13的坐標(biāo)為四號(hào)傳聲器13的坐標(biāo)為式中R表示正四面體外接球的半徑。探頭上傳聲器的規(guī)格為1/8～1/4英寸。

表1：正四面體傳聲器陣列空間坐標(biāo)

正四面體聲強(qiáng)探頭的大小由傳聲器的規(guī)格決定，每個(gè)傳聲器大小的取值范圍為1/8～1/4英寸。

為了得到聲強(qiáng)分量在各頻段的分布，通過(guò)FFT在頻域中計(jì)算聲強(qiáng)。由于瞬時(shí)聲強(qiáng)定義為聲壓和質(zhì)點(diǎn)振速的乘積，故需要選用合適的方法對(duì)聲壓和振速進(jìn)行估計(jì)。

由于正四面體在幾何上空間對(duì)稱，因此中心位置的聲壓可直接求算數(shù)平均，即：

式(1)中p₁、p₂、p₃、p₄分別表示一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)傳聲器測(cè)得的聲壓，P₀則為幾何中心位置的聲壓估計(jì)值。

質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的估計(jì)是三維聲強(qiáng)計(jì)算的關(guān)鍵。類比一維雙傳聲器聲強(qiáng)法，若位于X軸上的一對(duì)傳聲器聲壓分別為P₁和P₂，則沿兩傳聲器連線方向的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在頻域中可以表示為：

V_i＝(P₂-P₁)/j2πfρd (2)

式(2)中j為虛數(shù)單位；f為頻率；ρ為空氣密度；d為雙傳聲器的間距。結(jié)合正四面體的四個(gè)傳聲器的空間坐標(biāo)，即可得到沿X、Y、Z三個(gè)方向的質(zhì)點(diǎn)振速表達(dá)式：

式(3)中P_i(i＝1、2、3、4)為第i號(hào)傳聲器的聲壓。根據(jù)瞬時(shí)聲強(qiáng)的定義，由(1)、(3)式即可得到正四面體傳聲器中心位置的聲強(qiáng)譜沿X、Y、Z軸的分量：

其中G_ij表示第i號(hào)傳聲器和第j號(hào)傳聲器的單邊互譜。(4)式得到中心位置的聲強(qiáng)矢量(I_X、I_Y、I_Z)，可進(jìn)一步計(jì)算此點(diǎn)位聲強(qiáng)幅值和方向。

其中|I|表示聲強(qiáng)幅值；α為聲強(qiáng)矢量在XY平面上的投影與X軸的夾角；β則為聲強(qiáng)矢量在YZ平面上的投影與Z軸的夾角。

運(yùn)用本系統(tǒng)測(cè)量建筑構(gòu)件隔聲可直觀反映構(gòu)件兩側(cè)的聲能分布情況，識(shí)別構(gòu)件的聲學(xué)缺陷，這是傳統(tǒng)雙傳聲器聲強(qiáng)法難以實(shí)現(xiàn)的。

本系統(tǒng)用于隔聲測(cè)量的一般步驟：

1)在聲源室2和受聲室1之間放置待測(cè)試件5，將十二面體揚(yáng)聲器10置于聲源室2的中心位置。基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理和計(jì)算?；贚abview的測(cè)量平臺(tái)3包括數(shù)據(jù)采集卡、嵌入式控制器和PXI Express機(jī)箱

2)將四通道正四面體聲強(qiáng)探頭4與虛擬設(shè)備相連，由正四面體聲強(qiáng)探頭測(cè)得的四路信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理單元后傳送至數(shù)據(jù)采集卡，噪聲信號(hào)傳送到嵌入式控制器，通過(guò)聲強(qiáng)測(cè)量分析軟件Labview進(jìn)行信號(hào)分析與處理，正四面體聲強(qiáng)探頭4放置在受聲室1，與待測(cè)試件5的距離為1m，用于采集信號(hào)。探頭上傳聲器的規(guī)格為1/8～1/4英寸。

如圖1所示，在聲源室2中將PC機(jī)7與聲卡8、功放9、十二面體揚(yáng)聲器10依次相連，用以生成測(cè)試用噪聲信號(hào)。根據(jù)GB/T19889.1‐2005中對(duì)實(shí)驗(yàn)室聲場(chǎng)的要求，保證聲源室2相鄰三分之一倍頻程聲壓級(jí)差值小于等于6dB，同時(shí)受聲室各頻段聲壓級(jí)均高出背景噪聲15dB以上。由于在聲源室四周墻面布置擴(kuò)散構(gòu)件，室內(nèi)各界面均為聲反射面，從而保證室內(nèi)聲場(chǎng)應(yīng)充分?jǐn)U散，同時(shí)應(yīng)注意空調(diào)設(shè)備的消聲減噪。

3)根據(jù)式(1)～(7)，基于Labview的測(cè)量平臺(tái)3對(duì)受聲室1中采集的信號(hào)進(jìn)行處理，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程即采用Labview程序開(kāi)發(fā)軟件編寫程序。由于該軟件自帶信號(hào)處理函數(shù)，極大程度上實(shí)現(xiàn)軟件的虛擬化，增加了系統(tǒng)的靈活性。聲強(qiáng)測(cè)量分析系統(tǒng)的信號(hào)由數(shù)據(jù)采集卡采集得到，并通過(guò)Labview進(jìn)行信號(hào)分析計(jì)算，得到該位置的聲強(qiáng)矢量(I_X、I_Y、I_Z)。

4)根據(jù)式(4)中得到的聲強(qiáng)矢量(I_X、I_Y、I_Z)，結(jié)合式(5)、式(6)、式(7)式可得到特定點(diǎn)位聲強(qiáng)矢量幅值和角度的信息。在待測(cè)構(gòu)件兩側(cè)繪制網(wǎng)格，重復(fù)步驟4)、5)，即可得到構(gòu)件兩側(cè)的聲強(qiáng)分布。

5)計(jì)算構(gòu)件的空氣聲隔聲量；建筑構(gòu)件隔聲量定義為：

其中W₁表示入射至試件的聲功率；W₂表示透過(guò)待測(cè)試件向接受室輻射的聲功率；由于聲強(qiáng)定義為垂直于聲波傳播方向的單位面積的能量，而聲強(qiáng)對(duì)測(cè)量面的積分結(jié)果即為輻射的聲功率；若將測(cè)量面網(wǎng)格化，網(wǎng)格劃分的密度決定了測(cè)量的精度，網(wǎng)格越密，精度越高，網(wǎng)格設(shè)置的大小由測(cè)量面的面積決定；對(duì)于每一單位格均存在下列關(guān)系：

W_2(i)＝I_2(i)S_i (9)

W_1(i)＝I_1(i)S_i (10)

其中W_2(i)表示第i個(gè)單位格透過(guò)試件向室內(nèi)輻射的聲功率，W_1(i)表示入射至第i個(gè)單位格的聲功率；I_2(i)表示第i個(gè)單位格試件向接受室輻射的法向聲強(qiáng)，I_2(i)表示入射至第i個(gè)單位格的法向聲強(qiáng)；S_i則為第i個(gè)單位格的面積。因此式(8)可以表示為：

由于在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中不存在聲源室的擴(kuò)散聲場(chǎng)環(huán)境，因此需采用三維聲強(qiáng)探頭在試件兩側(cè)按設(shè)定路徑掃描，掃描路徑和方式嚴(yán)格參照GB/T 31004.2‐2014《聲學(xué)建筑和建筑構(gòu)件隔聲聲強(qiáng)法測(cè)量第2部分：現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量》，根據(jù)式(4)即可分別得到兩側(cè)各點(diǎn)的聲強(qiáng)矢量I_1(i)和I_2(i)，將聲強(qiáng)矢量沿法向的分量代入式(11)，最終得到試件空氣聲隔聲量。

若在實(shí)驗(yàn)中測(cè)量，由于聲源室各界面均為吸聲系數(shù)較小的反射面且設(shè)置了擴(kuò)散構(gòu)件，故可近似為擴(kuò)散聲場(chǎng)，故滿足：

其中p₁為聲源室中聲壓均方值，由式(13)可知，若在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量只需要利用三維聲強(qiáng)探頭在接受室中測(cè)得聲強(qiáng)I_2(i)即可得到試件的空氣聲隔聲量。

本發(fā)明和傳統(tǒng)的雙傳聲器聲強(qiáng)法相比，基于三維聲強(qiáng)陣列的隔聲測(cè)量方法不僅能夠得到構(gòu)件的空氣聲隔聲量R，同時(shí)還能直觀反映構(gòu)件兩側(cè)的聲強(qiáng)矢量分布，預(yù)測(cè)構(gòu)件的聲學(xué)缺陷。由于一次性能測(cè)量三個(gè)方向的聲強(qiáng)，減少了測(cè)量的次數(shù)，即降低了測(cè)量的隨機(jī)誤差。